Núi lửa nổi tiếng với sức mạnh hủy diệt của chúng. Trên thực tế, có rất ít lực lượng tự nhiên cạnh tranh tuyệt đối với sức mạnh tuyệt vời của họ, hoặc đã để lại tác động lớn đến tâm lý con người. Ai đã không nghe nói về những câu chuyện của Mt. Vesuvius phun trào và chôn vùi Pompeii? Ngoài ra còn có vụ phun trào Minoan, vụ phun trào diễn ra vào thiên niên kỷ thứ 2 trước Công nguyên trên hòn đảo Santorini và tàn phá khu định cư Minoan ở đó.
Tại Nhật Bản, Hawaii, Nam Mỹ và khắp Thái Bình Dương, có vô số trường hợp phun trào gây thiệt hại khủng khiếp. Và ai có thể quên những vụ phun trào thời hiện đại như Núi St. Helens? Nhưng nó sẽ làm bạn ngạc nhiên khi biết rằng mặc dù sức mạnh hủy diệt của chúng, núi lửa thực sự đi kèm với phần lợi ích của chúng? Từ làm giàu đất để tạo ra các vùng đất mới, núi lửa thực sự là một lực lượng sản xuất là tốt.
Làm giàu đất:
Các vụ phun trào núi lửa dẫn đến tro được phân tán trên các khu vực rộng xung quanh khu vực phun trào. Và tùy thuộc vào hóa học của magma mà nó phun trào, tro này sẽ chứa lượng chất dinh dưỡng khác nhau trong đất. Trong khi các nguyên tố phong phú nhất trong magma là silica và oxy, các vụ phun trào cũng dẫn đến việc giải phóng nước, carbon dioxide (CO²), sulfur dioxide (SO²), hydro sulfide (H²S) và hydro clorua (HCl), trong số những thứ khác.
Ngoài ra, các vụ phun trào giải phóng các bit của đá như potolivine, pyroxene, amphibole và fenspat, lần lượt giàu sắt, magiê và kali. Do đó, các khu vực có trữ lượng lớn đất núi lửa (nghĩa là sườn núi và thung lũng gần các địa điểm phun trào) khá màu mỡ. Ví dụ, hầu hết Ý có đất nghèo bao gồm đá vôi.
Nhưng tại các khu vực xung quanh thành phố Naples (địa điểm của núi Vesuvius), có những dải đất màu mỡ được tạo ra bởi các vụ phun trào núi lửa diễn ra cách đây 35.000 và 12.000 năm. Đất ở khu vực này rất phong phú vì núi lửa phun trào các khoáng chất cần thiết, sau đó bị phong hóa và bị phá vỡ bởi mưa. Sau khi được hấp thụ vào đất, chúng trở thành nguồn cung cấp dinh dưỡng ổn định cho đời sống thực vật.
Hawaii là một địa điểm khác, nơi núi lửa dẫn đến đất đai phong phú, từ đó cho phép xuất hiện các cộng đồng nông nghiệp thịnh vượng. Giữa thế kỷ 15 và 18 trên các đảo của đảo Ka-li, Oadahu và Molokai, việc trồng các loại cây trồng như taros và khoai lang cho phép phát triển các thủ lĩnh mạnh mẽ và sự nở rộ của văn hóa mà chúng ta liên kết với Hawaii ngày nay.
Hình thành đất núi lửa:
Ngoài việc phân tán tro bụi trên các vùng đất rộng lớn, núi lửa cũng đẩy vật chất lên bề mặt có thể dẫn đến sự hình thành các hòn đảo mới. Ví dụ, toàn bộ chuỗi đảo Hawaii được tạo ra bởi sự phun trào liên tục của một điểm nóng núi lửa duy nhất. Trải qua hàng trăm ngàn năm, những ngọn núi lửa này đã phá vỡ bề mặt đại dương trở thành những hòn đảo có thể ở được và dừng chân nghỉ ngơi trong những chuyến đi biển dài.
Đây là trường hợp trên khắp Thái Bình Dương, là các chuỗi đảo như Micronesia, Quần đảo Ryukyu (giữa Đài Loan và Nhật Bản), Quần đảo Aleutian (ngoài khơi Alaska), Quần đảo Mariana và Quần đảo Bismark đều được hình thành dọc theo các cung. song song và gần với một ranh giới giữa hai mảng kiến tạo hội tụ.
Điều tương tự cũng đúng với Địa Trung Hải. Dọc theo Arc Hellenic (ở phía đông Địa Trung Hải), các vụ phun trào núi lửa đã dẫn đến việc tạo ra Quần đảo Ionia, Síp và Bêlarut. Trong khi đó, Nam Aegean Arc gần đó đã dẫn đến sự hình thành của Aegina, Methana, Milos, Santorini và Kolumbo, và Kos, Nisyros và Yali. Và tại vùng biển Caribbean, hoạt động núi lửa đã dẫn đến việc tạo ra quần đảo Antilles.
Khi những hòn đảo này hình thành, các loài thực vật và động vật độc đáo phát triển thành các dạng mới trên các đảo này, tạo ra các hệ sinh thái cân bằng và dẫn đến mức độ đa dạng sinh học mới.
Khoáng sản và đá núi lửa:
Một lợi ích khác đối với núi lửa là đá quý, khoáng chất và vật liệu xây dựng mà các vụ phun trào tạo ra. Ví dụ, các loại đá như tro núi lửa đá bọt và đá trân châu (thủy tinh núi lửa) đều được khai thác cho các mục đích thương mại khác nhau. Chúng bao gồm hoạt động như chất mài mòn trong xà phòng và chất tẩy rửa gia dụng. Tro núi lửa và đá bọt cũng được sử dụng làm cốt liệu nhẹ để sản xuất xi măng.
Các loại tốt nhất của những tảng đá núi lửa này được sử dụng trong đánh bóng kim loại và cho chế biến gỗ. Đá nghiền và đất nghiền cũng được sử dụng để cách nhiệt điền lỏng, chất trợ lọc, rác gia cầm, chất điều hòa đất, hợp chất quét, chất diệt côn trùng và băng cao tốc.
Perlite cũng được sử dụng làm cốt liệu trong thạch cao, vì nó nở ra nhanh chóng khi được nung nóng. Trong các bức tường đúc sẵn, nó cũng được sử dụng làm cốt liệu trong bê tông. Đá bazan nghiền và diasbase cũng được sử dụng cho kim loại đường bộ, dằn đường sắt, hạt lợp hoặc làm bố trí bảo vệ cho bờ biển (riprap). Tổng hợp bazan và diabase mật độ cao được sử dụng trong các lá chắn bê tông của các lò phản ứng hạt nhân.
Tro núi lửa cứng (gọi là tuff) làm cho vật liệu xây dựng đặc biệt mạnh, nhẹ. Người La Mã cổ đại đã kết hợp tuff và vôi để tạo ra một loại bê tông mạnh, nhẹ cho các bức tường và các tòa nhà. Mái nhà của Pantheon ở Rome được làm bằng loại bê tông này vì nó rất nhẹ.
Kim loại quý thường được tìm thấy trong núi lửa bao gồm lưu huỳnh, kẽm, bạc, đồng, vàng và uranium. Những kim loại này có phạm vi sử dụng rộng rãi trong các nền kinh tế hiện đại, từ kim loại tốt, máy móc và thiết bị điện tử đến năng lượng hạt nhân, nghiên cứu và y học. Đá quý và khoáng chất được tìm thấy trong núi lửa bao gồm đá opal, obsidian, mã não lửa, bột đá, thạch cao, mã não, hematit và các loại khác.
Làm mát toàn cầu:
Núi lửa cũng đóng một vai trò quan trọng trong việc làm mát định kỳ trên hành tinh. Khi tro núi lửa và các hợp chất như sulfur dioxide được thải vào khí quyển, nó có thể phản xạ một số tia Sun Sun trở lại không gian, do đó làm giảm lượng năng lượng nhiệt được khí quyển hấp thụ. Quá trình này, được biết đến như là toàn cầu, làm mờ dần, có tác dụng làm mát trên hành tinh.
Mối liên hệ giữa các vụ phun trào núi lửa và làm mát toàn cầu là chủ đề của nghiên cứu khoa học trong nhiều thập kỷ. Vào thời điểm đó, một số đợt giảm đã được quan sát ở nhiệt độ toàn cầu sau những vụ phun trào lớn. Và mặc dù hầu hết các đám mây tro tan đi nhanh chóng, thời gian nhiệt độ lạnh hơn kéo dài thỉnh thoảng đã bắt nguồn từ những vụ phun trào đặc biệt lớn.
Do mối liên kết được thiết lập tốt này, một số nhà khoa học đã khuyến nghị rằng sulfur dioxide và các chất khác được thải vào khí quyển để chống lại sự nóng lên toàn cầu, một quá trình được gọi là kỹ thuật sinh thái.
Suối nước nóng và năng lượng địa nhiệt:
Một lợi ích khác của núi lửa đến dưới dạng các trường địa nhiệt, đó là một khu vực của Trái đất được đặc trưng bởi một dòng nhiệt tương đối cao. Các lĩnh vực này, là kết quả của hiện tại, hoặc hoạt động magma khá gần đây, có hai dạng. Các trường nhiệt độ thấp (20-100 ° C) là do đá nóng bên dưới các đứt gãy đang hoạt động, trong khi các trường nhiệt độ cao (trên 100 ° C) có liên quan đến núi lửa đang hoạt động.
Các lĩnh vực địa nhiệt thường tạo ra suối nước nóng, mạch nước phun và bể bùn sôi, thường là một điểm đến phổ biến cho khách du lịch. Nhưng chúng cũng có thể được khai thác để lấy năng lượng địa nhiệt, một dạng năng lượng trung hòa carbon, nơi các đường ống được đặt trong Trái đất và đưa hơi nước lên trên để quay tua-bin và tạo ra điện.
Ở các quốc gia như Kenya, Iceland, New Zealand, Phillipines, Costa Rica và El Salvador, năng lượng địa nhiệt chịu trách nhiệm cung cấp một phần đáng kể nguồn cung cấp điện của đất nước - từ 14% ở Costa Rica đến 51% ở Kenya. Trong mọi trường hợp, điều này là do các quốc gia đang ở trong và xung quanh các khu vực núi lửa đang hoạt động cho phép sự hiện diện của các lĩnh vực địa nhiệt phong phú.
Sự hình thành và khí quyển:
Nhưng cho đến nay, khía cạnh có lợi nhất của núi lửa là vai trò của chúng trong việc hình thành bầu khí quyển hành tinh. Nói tóm lại, bầu khí quyển Trái đất bắt đầu hình thành sau khi hình thành 4,6 tỷ mắt trước đây, khi sự bùng phát của núi lửa dẫn đến việc tạo ra các khí được lưu trữ trong phần bên trong Trái đất để thu thập xung quanh bề mặt hành tinh. Ban đầu, bầu khí quyển này bao gồm hydro sunfua, metan và lượng carbon dioxide gấp 10 đến 200 lần so với khí quyển ngày nay.
Sau khoảng nửa tỷ năm, bề mặt Trái đất nguội đi và đông cứng đủ để nước tích tụ trên đó. Tại thời điểm này, bầu khí quyển chuyển sang một loại bao gồm hơi nước, carbon dioxide và ammonia (NH³). Phần lớn carbon dioxide hòa tan vào các đại dương, nơi vi khuẩn lam phát triển để tiêu thụ nó và giải phóng oxy dưới dạng sản phẩm phụ. Trong khi đó, amoniac bắt đầu bị phá vỡ bằng phương pháp quang phân, giải phóng hydro vào không gian và để lại nitơ.
Một vai trò quan trọng khác của núi lửa đã xảy ra cách đây 2,5 tỷ năm, trong ranh giới giữa Archaean và Proterozoic Eras. Chính tại thời điểm này, oxy bắt đầu xuất hiện trong oxy của chúng ta do quá trình quang hợp - được gọi là Sự kiện oxy hóa tuyệt vời asthe. Tuy nhiên, theo các nghiên cứu địa chất gần đây, các dấu ấn sinh học chỉ ra rằng vi khuẩn lam sản sinh ra oxy đã giải phóng oxy ở cùng mức hiện nay. Nói tóm lại, oxy được tạo ra phải đi đâu đó để nó không xuất hiện trong khí quyển.
Việc thiếu các núi lửa trên mặt đất được cho là có trách nhiệm. Trong kỷ nguyên Archaean, chỉ có các núi lửa dưới biển, có tác dụng lọc oxy từ khí quyển, liên kết nó với các khoáng chất chứa oxy. Theo ranh giới Archaean / Proterozoi, các khối đất liền lục địa ổn định trỗi dậy, dẫn đến các núi lửa trên mặt đất. Từ thời điểm này trở đi, các dấu hiệu cho thấy oxy bắt đầu xuất hiện trong khí quyển.
Núi lửa cũng đóng một vai trò quan trọng trong bầu khí quyển của các hành tinh khác. Thủy ngân mỏng exosphere của hydro, heli, oxy, natri, canxi, kali và hơi nước là do một phần của núi lửa, mà định kỳ bổ sung nó. Không gian cực kỳ dày đặc của Venus Venus cũng được cho là được bổ sung định kỳ bởi các núi lửa trên bề mặt của nó.
Và Io, mặt trăng hoạt động núi lửa Jupiter, có một bầu không khí cực kỳ khó khăn của sulfur dioxide (SO²), lưu huỳnh monoxide (SO), natri clorua (NaCl), lưu huỳnh monoxide (SO), lưu huỳnh nguyên tử (S) và oxy (O). Tất cả các loại khí này được cung cấp và bổ sung bởi hàng trăm ngọn núi lửa nằm trên bề mặt mặt trăng.
Như bạn có thể thấy, núi lửa thực sự là một lực lượng khá sáng tạo khi tất cả được nói và thực hiện. Trên thực tế, các sinh vật trên cạn của chúng ta phụ thuộc vào chúng cho mọi thứ từ không khí chúng ta hít thở, đến vùng đất giàu sản xuất thức ăn của chúng ta, đến hoạt động địa chất làm phát sinh sự đổi mới trên mặt đất và đa dạng sinh học.
Chúng tôi đã viết nhiều bài viết về núi lửa cho Tạp chí Vũ trụ. Ở đây, một bài viết về các núi lửa đã tuyệt chủng, và ở đây, một bài viết về các núi lửa đang hoạt động. Ở đây, một bài báo về núi lửa.
Muốn có thêm tài nguyên trên Trái đất? Ở đây, một liên kết đến trang NASA Spaceflight của NASA và ở đây, NASA NASA Visible Earth.
Astronomy Cast cũng có các tập có liên quan về chủ đề Trái đất, như một phần của chuyến tham quan của chúng tôi thông qua Hệ mặt trời - Tập 51: Trái đất.
